无限元参与地基基础—上部结构动力相互作用分析研究

以实际工程为背景,采用自编程序探讨了有限元-无限元耦合系统参与地基基础-上部结构动力相互作用分析的过程,证明此耦合系统与单纯有限元法模拟无限域地基相比具有明显的优越性。     

框架结构和半无限地基系统的动力相互作用问题研究

采用梁单元－有限元－映射动力无穷元耦合的方法,建立了频域中框架结构与半无限地基系统动力相互作用问题的分析模型,探讨了结构与地基动力相互作用对该系统的动力特性和地震响应的影响及影响参数．得到了一些规律性的结果和有益的结论,可为工程抗震设计提供参考．     

大型筒仓结构与地基的动力相互作用研究

本以某大型筒仓结构为例，考虑到散粒体-结构-地基的相互作用，利用部分集中质量-筒仓耦合相互作用法，对弹性地基上的筒仓结构（包括单体筒仓和筒仓群或排仓）进行了多种工况、系统的有限无动力分析计算。经与刚性地基上的筒仓动力响应的比较，得出以下结论：在对地基施以相同的水平激励时，弹性地基上筒仓的动力响应大于刚性地基上筒仓的动力响应；刚性地基上群仓的动力响应大于单体仓的动力响应；弹性地基上单体仓的动力响应大于群仓的动力响应。     

拱坝-地基动力相互作用的时域模型

本文采用频域边界元模拟拱坝地基,通过数值拟合,将地基频域动力刚度转换为等效时域参数,与时域有限元模拟的坝体子结构耦合,建立一个在时域内直接求解、计算效率较高的拱坝-地基动力相互作用分析模型.该模型采用自由场方式输入地震.在拱坝坝体子结构分析中,采用固定界面法求解坝体的模态坐标,并将其与地基子结构耦合,提高了模型的计算效率.为了验证模型的精度和效率,利用加速度脉冲作为自由场输入,求得拱坝的频率响应函数.与频域方法的结果进行对比,证明本文的时域模型具有良好的精度,能节省大量计算时间.此外,时域模型能应用于非线性结构-地基相互作用分析中,是频域方法难以比拟的.     

大型筒仓与地基动力相互作用研究

筒仓作为一种工程结构,在工程实际中得到广泛的应用.本文以某大型筒仓结构为例,考虑到散体、结构、地基的相互作用与影响,考虑地基与基础及结构的耦合问题,采用半解析半数值的方法对弹性地基上的筒仓结构进行了动力分析计算.分别计算了满仓和空仓时系统的频率以及所对应的振型图.     

关于桩基动力问题研究现状讨论及展望

提出了一种承载力高、强度大、耐久性好的深基础形式,对地基土的动力响应作了分析,阐述了地基与动力基础的相互作用,以及桩基与地基土的动力相互作用,并对桩基动力问题研究现状进行了总结与展望.     

结构-地基动力相互作用问题分析的一种直接方法

本文给出结构-地基动力相互作用分析的一种直接有限元方法,可以依托大型结构分析软件完成结构-地基动力相互作用研究工作.该方法不但可以较好地模拟半无限地基的辐射阻尼,也能模拟远场地球介质的弹性恢复性能.文中同时给出了一种结构-地基动力相互作用中地震波动输入方法,可以准确模拟任意角度入射的地震行波的输入.数值算例表明本文给出的方法具有较高的精度.     

平台-群桩-水流-土体系统的地震反应分析

本文研究平台-群桩-水流-土体系统的地震反应分析问题,考虑了群桩与水流和地基土之间的动力相互作用,由解析法给出了系统对地震响应的分析.文末给出了具体算例并讨论了系统参数对动力特性的影响.     

结构-地基开放系统动力相互作用问题的高效解法

应用黏弹性人工边界将结构-地基开放系统转化为近似的封闭系统,利用等效地震波动输入方法将波动散射问题化为波源问题,再采用振型叠加法对近似封闭系统进行分析,由此建立了一种结构-地基开放系统动力反应问题的高效计算方法。采用高效算法分别计算了二维弹性半空间波源问题和地震作用下结构-地基动力相互作用问题算例,并与采用常规的直接时域逐步积分法给出的计算结果进行了对比,由此讨论了高效算法的特点。与常规直接动力分析方法相比,高效算法可以在确保模拟精度的同时,有效降低计算工作量、节省计算时间,并且结构-地基动力相互作用系统的模型越大、自由度越多,高效算法的优越性就越突出,从而为大型结构-地基系统动力相互作用问题数值分析提供了一种高效而精度足够的解法。     

软土地层地铁及地下构筑物抗震动力分析研究现状

从软土的动力特性、土 结构动力相互作用、软土地基的动力反应分析和地下结构动力可靠度计算等方面 ,介绍了国内外软土地层中地下构筑物的抗震动力分析研究情况。并介绍了笔者在这方面的一些研究成果     

基于ETABS软件钢管砼板柱结构体系地震响应分析

利用结构有限元分析软件ETABS建立了框架-剪力墙钢管砼板柱结构分析模型,研究了钢管混凝土柱对结构地震反应的影响,地震作用在剪力墙、框架和钢管混凝土柱之间的分配等问题,并与框架-剪力墙结构的地震响应特性进行了对比。结果表明,作为新型的结构体系,框架剪力墙-钢管砼板柱结构抗震性能良好,并且动力反应层间位移低于规范中的限定值。在同样条件下,可大大减小内柱的截面面积。地震作用全部由剪力墙和边框架承担,应加强边框架设计,提高边框架的抗侧刚度。通过合理设计,在8度设防条件下,该结构形式可以略超出规范中关于结构高度的限制。     

高阻尼混凝土在框架—剪力墙结构中的应用

从材料的角度出发,为深入探讨采用高阻尼混凝土的结构的动力响应问题,以12层框架剪力墙结构为例,运用大型有限元分析软件ANSYS,对采用高阻尼混凝土的不同方案建立了三维有限元模型,分别进行了模态分析和时程分析,并对计算结果进行了比较,有限元分析表明：高阻尼混凝土结构的动力特性较普通混凝土结构有了显著的改善,而且当高阻尼混凝土仅用于结构的框架中时,其改善效果与整体结构都使用高阻尼混凝土的效果比较接近。     

梁轴向刚度对框架-剪力墙结构动力弹塑性性能的影响

为了研究梁轴向刚度对结构动力弹塑性性能的影响,利用Perform-3D中的纤维单元,分别考虑梁轴向刚度的释放与不释放,详细对比了三个框架-剪力墙结构的楼层剪力、层间位移角以及主要构件的性能化复核结果。结果表明不释放梁的轴向刚度,会造成框架梁刚度过大,吸收地震作用较多,楼层剪力尤其是基底剪力偏大,结构的塑性耗能过大,剪力墙的损伤较严重,且层数越多,该种影响越严重。因此,在进行结构动力弹塑性分析时,需考虑将梁的轴向刚度进行释放。     

强震作用下超高层建筑动力响应的分析

采用大型有限元软件ANSYS对阜矿高层框架—剪力墙结构建模,通过对模型输入天津波,对高层结构在地震荷载作用下结构各层的变形情况和各层结构之间的变形量进行动力学分析。结果表明:高层框架—剪力墙结构,剪力墙对于中底部侧向位移有很大的限制作用,较上部结构对侧向位移限制能力强。     

变刚度框剪结构地震反应的层单元分析

构造能模拟一层框剪结构的层单元,用振型分解反应谱法分析不同高度和结构刚度特征值的断层剪力墙框剪结构的地震反应,设定可中断剪力墙高度的条件。计算表明,可中断剪力墙高度的决定因素为上部框架的抗剪能力,随着刚度特征值的增加,可中断剪力墙的高度随之增加,给出了两者之间的表达式,结构高度对中断剪力墙高度的影响较小。     

分层土-桩-结构动力相互作用数值模拟试验分析

采用有限元法分析桩-土-结构动力相互作用是当前工程与学术界解决此类问题的惯用方法。应用数值试验对桩一土一结构弹塑性动力相互作用中相关的问题进行了研究,采用整体有限元方法分析桩-土-结构动力相互作用,上部结构以框架结构为研究对象,上部结构、承台以及桩均采用二维梁单元进行模拟;土体采用二维平面应变单元进行模拟。讨论了土体分层对桩-土-结构动力相互作用体系的影响,得到一些对工程实际有益的结论。     

双筒剪力墙结构动态特性分析

某电信枢纽工程主体建筑为双筒剪力墙高层建筑，根据结构特点，采用有限元法对该结构进行有限元离散，框架中的梁，柱采用空间梁单元模拟，筒体，剪力墙，楼板和屋盖采用薄板单元进行离散，探讨了整体结构动力分析模型和按对称和反对称边界条件取一半结构进行动态特性计算的差异，并与结构设计软件TBSA的计算结果进行了对比，得出一些有益的结论，可供该类型结构抗震设计与动力计算参考。     

有限元在高层建筑结构分析中的应用

首先对框架-剪力墙的结构形式与特点进行简单介绍。结合一个通用的框架-剪力墙结构例子,说明了有限元软件在分析高层建筑结构中应用,计算了该类框剪结构自重下的变形及应力分布情况,并通过模态分析了解了该类结构的基本动力特性。     

偏心框剪结构地震作用下弹塑性扭转反应分析

为考察实际偏心框剪结构在地震作用下的扭转反应规律,按规范设计一组具有不同偏心率的实际框剪三维偏心结构算例,采用精细有限元模型进行不同地震水准下的多波非线性动力时程分析,对比其层间位移角、扭转角、塑性铰分布、延性系数等弹塑性地震反应。结果表明,位移比控制在高规要求的1.4限值内时,位移反应可满足规范的性能要求;刚性边构件的延性需求比柔性边大2倍～3倍;刚性地基假定下框剪结构的刚性边剪力墙构件底部在人工波大震输入时延性需求过大,应引起重视。